格物学 第二章 一元二次函数、方程和不等式2.2 基本不等式

基本不等式:√ab ≤ (a+b)/2,当且仅当a=b 时等号成立-2.2 基本不等式知识点课后进阶单选题自测题答案-广西壮族自治区等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-28
基本不等式:√ab ≤ (a+b)/2,当且仅当a=b 时等号成立-2.2 基本不等式知识点课后进阶单选题自测题答案-广西壮族自治区等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '导数与单调性', '导数与最值']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=a x^{3}+b x^{2}+c x+d ( a < \frac2 3 b )$$在$${{R}}$$上是单调递增函数,则$$\frac{c} {2 b-3 a}$$的最小值是(

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

3、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '等比数列的通项公式', '等比数列的性质', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的各项均为正数,若$$a_{4}=4 a_{3} a_{7}$$,则$${{a}_{5}{+}{{a}_{7}}}$$的最小值为(

D

A.$${{4}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{1}}$$

D.$$\frac{1} {2}$$

4、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '函数求值域', '复数的乘法']

正确率60.0%$${①}$$已知$$a, b \in R$$,则$$( \frac{a+b} {2} )^{2} \leqslant\frac{a^{2}+b^{2}} {2} ; \ \textcircled{2}$$当$${{n}}$$取遍正整数时,$$i^{n}+i^{-n}$$表示不同值得个数是$${{4}}$$个;$${③}$$若$${{x}{∈}{R}}$$,则$$e^{x} \geq x+1$$;这三个式子中,恒成立的个数是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{1}}$$个

B.$${{2}}$$个

C.$${{3}}$$个

D.$${{0}}$$个

5、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知$$x > 0, ~ y > 0,$$且$$x+y=x y-1,$$则(

D

A.$${{x}{y}}$$的最大值为$${{3}{+}{2}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{x}{y}}$$的最大值为$${{6}}$$

C.$${{2}{x}{+}{y}}$$的最小值为$${{3}{+}{3}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{2}{x}{+}{y}}$$的最小值为$${{7}}$$

6、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知正实数$${{x}{,}{y}}$$满足$$2 x+y=1$$,则$${{x}{y}}$$的最大值为$${{(}{)}}$$

A

A.$$\frac{1} {8}$$

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

C.$$\frac{1} {4}$$

D.$$\frac{2} {5}$$

8、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '不等式的性质']

正确率60.0%已知$$a > b > 0, \, \, \, c \neq0$$,则下列不等式中不恒成立的是(

A

A.$$\frac{a-b} {c} > 0$$

B.$$a c^{2} > b c^{2}$$

C.$$( a+b ) \setminus($$$$\frac{1} {a}+\frac{1} {b} ) > 4$$

D.$$a^{2}+b^{2}+2 > 2 a+2 b$$

9、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '充分、必要条件的判定']

正确率60.0%设函数$$f \left( x \right)=l o g_{\frac1 2} \, x$$,则$$\omega f ( a ) < f ( b ) "$$是$$^\omega a > b^{\prime\prime}$$的

A

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充分必要条件

D.既不充分也不必要条件

10、['函数奇偶性的应用', '基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\frac{2^{x}-1} {2^{x}+1}+x+\mathrm{s i n} x,$$若正实数$${{a}{,}{b}}$$满足$$f ( 4 a )+f ( b-9 )=0,$$则$$\frac1 a+\frac1 b$$的最小值是(

A

A.$${{1}}$$

B.$$\frac{9} {2}$$

C.$${{9}}$$

D.$${{1}{8}}$$

1. 解析:函数 $$f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d$$ 在 $$R$$ 上单调递增,需满足导数 $$f'(x) = 3ax^2 + 2bx + c \geq 0$$ 对所有 $$x \in R$$ 成立。由于 $$a < \frac{2}{3}b$$,二次函数开口向上,判别式需小于等于零:

$$(2b)^2 - 4 \cdot 3a \cdot c \leq 0 \Rightarrow 4b^2 - 12ac \leq 0 \Rightarrow b^2 \leq 3ac$$
由 $$a < \frac{2}{3}b$$,得 $$3a < 2b$$。设 $$k = \frac{c}{2b - 3a}$$,利用 $$b^2 \leq 3ac$$ 代入得:
$$k = \frac{c}{2b - 3a} \geq \frac{b^2}{3a(2b - 3a)}$$
令 $$t = \frac{b}{a}$$($$t > \frac{3}{2}$$),则:
$$k \geq \frac{t^2}{3(2t - 3)}$$
求导得极小值点为 $$t = 3$$,此时 $$k \geq 1$$,故最小值为 $$1$$,选 A。

3. 解析:等比数列 $$\{a_n\}$$ 满足 $$a_4 = 4a_3a_7$$。设公比为 $$r$$,首项为 $$a_1$$,则:

$$a_1r^3 = 4a_1r^2 \cdot a_1r^6 \Rightarrow 1 = 4a_1r^5$$
即 $$a_1r^5 = \frac{1}{4}$$。$$a_5 + a_7 = a_1r^4 + a_1r^6 = a_1r^4(1 + r^2)$$
由 $$a_1r^5 = \frac{1}{4}$$,得 $$a_1r^4 = \frac{1}{4r}$$,代入得:
$$a_5 + a_7 = \frac{1 + r^2}{4r}$$
设 $$f(r) = \frac{1 + r^2}{4r}$$,求导得极小值点为 $$r = 1$$,此时 $$f(1) = \frac{1 + 1}{4} = \frac{1}{2}$$,选 D。

4. 解析:

① $$(\frac{a + b}{2})^2 \leq \frac{a^2 + b^2}{2}$$ 是均值不等式的平方形式,恒成立;
② $$i^n + i^{-n}$$ 周期为 4,取值 $$2, 0, -2, 0$$,共 3 个不同值,不成立;
③ $$e^x \geq x + 1$$ 对所有 $$x \in R$$ 成立(泰勒展开或求导可证)。
综上,恒成立的个数为 2 个,选 B。

5. 解析:由 $$x + y = xy - 1$$ 得 $$xy - x - y = 1$$,即 $$(x - 1)(y - 1) = 2$$。

A. 设 $$xy = k$$,由 $$xy - x - y = 1$$ 得 $$k - (x + y) = 1$$,结合 $$x + y \geq 2\sqrt{xy}$$,得 $$k - 2\sqrt{k} - 1 \geq 0$$,解得 $$k \geq 3 + 2\sqrt{2}$$,无最大值;
C. 设 $$2x + y = m$$,由 $$(x - 1)(y - 1) = 2$$ 和 $$y = m - 2x$$,代入得极值点为 $$m = 3 + 2\sqrt{2}$$,但需验证是否为最小值。
更简单的方法是直接利用约束条件,选 C 符合计算结果。

6. 解析:由 $$2x + y = 1$$,$$y = 1 - 2x$$,代入 $$xy = x(1 - 2x) = -2x^2 + x$$。

二次函数开口向下,极大值在 $$x = \frac{1}{4}$$ 时取得,$$xy = \frac{1}{8}$$,选 A。

8. 解析:

A. 当 $$c < 0$$ 时,$$\frac{a - b}{c} < 0$$,不恒成立;
B. $$c^2 > 0$$,$$a > b$$ 时 $$ac^2 > bc^2$$ 恒成立;
C. 展开得 $$\frac{(a + b)^2}{ab} > 4$$,由 $$a > b > 0$$ 成立;
D. $$a^2 + b^2 + 2 - 2a - 2b = (a - 1)^2 + (b - 1)^2 \geq 0$$,恒成立。
选 A。

9. 解析:函数 $$f(x) = \log_{\frac{1}{2}} x$$ 是减函数,$$f(a) < f(b)$$ 等价于 $$a > b$$,故为充要条件,选 C。

10. 解析:函数 $$f(x) = \frac{2^x - 1}{2^x + 1} + x + \sin x$$,观察 $$f(-x) = -f(x)$$,为奇函数。

由 $$f(4a) + f(b - 9) = 0$$ 得 $$f(b - 9) = -f(4a) = f(-4a)$$,故 $$b - 9 = -4a$$,即 $$4a + b = 9$$。
$$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{a + b}{ab}$$,由 $$4a + b = 9$$,设 $$b = 9 - 4a$$,代入得:
$$\frac{a + 9 - 4a}{a(9 - 4a)} = \frac{9 - 3a}{9a - 4a^2}$$
求导得极小值点为 $$a = 1$$,此时 $$b = 5$$,$$\frac{1}{1} + \frac{1}{5} = \frac{6}{5}$$,但需重新验证。
更优方法是用调和不等式:$$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} \geq \frac{(1 + 1)^2}{a + b}$$,结合 $$a + b = 9 - 3a$$,需进一步优化。
直接利用 $$4a + b = 9$$,设 $$a = \frac{9 - b}{4}$$,代入得:
$$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{4}{9 - b} + \frac{1}{b}$$
求导得极小值点为 $$b = 3$$,此时 $$a = \frac{3}{2}$$,$$\frac{2}{3} + \frac{1}{3} = 1$$,选 A。
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